清朝末年，许多本应由国人行使的主权，却被一帮外国给把持着，最著名的例子就是大清海关，它就被一个名叫罗伯特·赫德的英国人掌控了48年，一直任职海关的总税务司。不仅是海关这样的重要部门，甚至连卫生检疫权都被外国人控制。
　　1910年-1911年，由于中东铁路的全线通车，哈尔滨就遭受了一场浩劫——许多人不明不白地死去，这肯定是发生了重大疫情。1910年11月，一场肺鼠疫从俄国贝加尔湖地区沿中东铁路传入中国，并以哈尔滨为中心迅速蔓延，4个月内便波及5省6市，死亡达6万多人，其中仅哈尔滨市就死亡5272人，一时尸骸遍野，举世震惊。当时清政府尚无专设的防疫机构，沙俄、日本均以保护侨民为由，要求独揽防疫工作，甚至以派兵相要挟。就是在这样生死关头，俄、日两国趁火打劫，利用防疫之际，妄图攫取东三省警务权。
　　1910年12月，清政府紧急电召时任天津陆军军医学堂副监督、早年留学英国并获得剑桥大学医学博士学位的伍连德紧急赴哈尔滨调查处理鼠疫。伍连德不负众望，赴哈后，抵制住了沙俄、日本的无理要求，并于1911年1月，在哈尔滨建立了第一个鼠疫研究所，并出任所长，当时他年仅31岁。
　　在伍连德及助手的共同努力下，很快，检验结果出来，东北的这场疫情为肺鼠疫。伍连德立即电告清政府，要求从关内征招大批医生来哈参加防疫。第一个应征到达哈尔滨的是法国医生梅斯尼（Mesny），法国军队的外科医生，时任天津北洋医学堂首席教授。
　　传播鼠疫的通常是活跃于老鼠身上的跳蚤，可是伍连德觉得奇怪，如果是炎热的气候也就罢了，如今天寒地冻，气温在零下30多度的东北，跳蚤活跃不起来，鼠疫到底是怎么传播的？当时的日人开始了自己的防疫方法：捕杀老鼠，这一防疫方法随后被俄国效仿，他们甚至认为很快就可以控制疫情。一直觊觎东三省的日本再一次向清朝发出了应该将防疫权交到他们手里的呼声。
　　但是，即使是大量捕杀老鼠，疫情仍没得到控制。伍连德一直在寻求新的办法，最后经过总结，他大胆提出这次的鼠疫为“肺鼠疫”，主要通过飞沫传染。谁知，伍连德的说法一经提出，就受到外国专家的质疑。日本医生是著名细菌学家北里柴三郎的学生，法国医生是有着防控鼠疫经验的梅斯尼，他们都强烈反对伍连德的大胆设想，对飞沫传播这一说法更是嗤之以鼻。
　　伍连德视察新城区俄国铁路医院考察疫情时发现，这里的医生护士都未加防护，没有人戴口罩。当时人们并不了解肺鼠疫这种烈性疫菌的传播方式为人与人之间经呼吸传染。他应邀同俄国医生一道查房，只给他白袍、白帽、胶皮手套，与俄国医生一样没有口罩。伍连德警觉地查看了几个鼠疫患者，感觉这样的工作环境是非常危险的，就匆忙离开病房。
　　就在几方争执不下时，法国医生梅斯尼染上鼠疫死亡了！而伍连德经过调查得知，梅斯尼正是在没有任何防护的情况下接触了病人而感染上鼠疫的，这让他更加确定疫情是通过飞沫传染的。
　　为了检疫队伍的自身安全，伍连德还发明了最早的医用口罩——这种由两片纱布夹一块吸水药棉的口罩，成本仅为当时的2分半钱，作用却至关重要，沿用至今，称之为“伍氏口罩”。伍连德调动了大量人力物力，确保口罩源源不断地供应给市民，并且很快被民众接受。
　　梅斯尼是第一位在疫区殉难的医生。梅斯尼之死引起各方震动，唤醒了人们自我防护意识，成为“伍氏口罩”普及的一个契机。他以他宝贵的生命为东三省防疫作出了牺牲和贡献，这或许是他始料未及的。
　　1911年4月，在奉天（今沈阳）召开了有日、英、美、俄、德、法、意、荷、奥、墨和中国11个国家医学专家参加的万国鼠疫研究会议，伍连德当选为主席。会上，他系统地介绍了中国这次防治鼠疫的经验，与会的各国专家交流了各国的研究成果。会后，伍连德被委任为外交部医官，同时仍保留天津陆军军医学堂副监督职位。
　　因为“在肺鼠疫防治实践与研究上的杰出成就以及发現旱獭于其传播中的作用”，伍连德被提名为1935年诺贝尔生理或医学奖候选人。由于候选人的保密期为50年，此消息直到2007年才在诺贝尔基金会官方网站上正式披露伍连载德才是中国历史上走近诺贝尔奖的第一人。